六狼山隧道地质条件
六狼山隧道地质条件
杨美锋
（中铁七局武汉工程有限公司 湖北省武汉市 430000 ）
0工程概况
六狼山隧道地理位置处于六狼山西车站和朔准线歭峪车站之间，按照隧道的长度分类特长隧道（铁路隧道规定：L>10000m），因此该隧道属于特长隧道，全长15175米，最大埋深约为442米。六狼山隧道路线将穿越涔山脉低中山，因此隧道不良地质很多很多，如气区，黄土浅埋段，粉碎骨折的地段，大量涌水段等不良地段很多，地理地质结构复杂，所以需要提前做好地质的勘查调查。
1 隧道工程施工方法
基本施工的原则
根据上述调研的地址条件，我们将按照下面6项基本原则进行施工：
（1）对施工掘进过程进行监测，及时将前方掌子面范围的地质情况传回来，然后组织相关的工作人员根据传回来的监测和预报的结果做出相应的施工调整方案，以避免坍方。
（2）采用短进尺掘进：隧道穿越涔山脉低中山，黄土浅埋段、瓦斯地段、膨胀土富水段、涌水段、断层破碎段等不良地质地段很多，因此必须严格采用短进尺掘进的方法。
本隧道按新奥法原理设计施工，Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面法施工；Ⅳ级围岩采用台阶法施工或必要时采用环形开挖预留核心土法施工；Ⅴ级围岩采用段台阶法施工或者采用环形开挖留核心土法施工；Ⅴ级黄土地段采用短台阶、上台阶环形开挖留核心土施工或采用三台阶法。应在施工之前，根据传回来的地质条件、监控量测结果组织专业人员进行分析后，然后对施工方法做出适时转换，从而确保施工安全性，避免坍方，以及提高施工效率。
Ⅱ、Ⅲ级岩石由于正面的施工方法的方法,因此,一般使用循环进尺控制在2.5~3.5米。
Ⅳ级围岩采用台阶法施工时，根据以往的施工经验以及验证结果显示，目前最好的施工方法是：上下楼梯的距离不应超过50米时，每循环进尺应在在1m～1.5米的范围内控制和开挖的下一个周期之前，必须完成初步支持实际要求。
Ⅴ级围岩地段采用上下台阶法施工时，根据以往的施工经验以及验证结果显示，目前最好的施工方法是：上下楼梯距离不应超过15m，在预先支持的情况下被提供，并且每个周期进尺不能大于1m。
（3）初期支护跟紧：该地段由于地层结构大部分为软岩结构，结构不稳定。必须在爆破及排险后马上实施喷、锚、挂网和格栅的架设工作，与出碴同时进行或基本交错，从而保证能围岩稳定。
（4）必须采用光爆来开挖Ⅱ～Ⅲ级围岩以维护周边稳定。光爆后形成的开挖轮廓，对后期的施工工程很方便，一方面对维护围岩的稳定有帮助，另一方面也利于为后续工序实施创造良好的条件，这些有利的因素都能有效的控制超挖，更能有效的提高企业的经济效益。
（5）仰拱跟紧：根据衬垫必须隧道拱抑制的第二地质条件之前施加。为了进行初步的支持能够尽快形成为一个封闭的受力结构，同时还打在施工二次衬砌台车轨道使用的模板提供条件，为了能够运输洞穴较早增加便利性，同时也为了在二衬铺设好轨道交通，拱的建设推进，墙体配套早期部形成后要构建倒拱形，从而提高工程效率，减少工程时间。
（6）把握时机，及时申请了两项内衬：乐施会，不会立即申请二次衬砌，初期支护后，必须围绕变形和不间断的监测初步支持，如果周围的岩石和支持初始变形的快速增长，需要加强的初始支持，不能被用作衬里增稠的方法两种手段加强，直到围岩以及初期支护变形量基本稳定时方可施作二衬。
此级地层石质大部分为Ⅳ级部分为Ⅲ级砂岩，这种类型的砂岩材质是相对坚硬的。构造仅贯通节理有发育，而微节理没有发育，多发育为X形的张。层与层之间的水泥可以在作用下少量地下水被冲走，使得层之间的连接完全丢失下降的能力，这将是很危险的。
在这样的地段，我们通常加长或施工措施加密弓栓（图1），它可以使施工方案锚总长度的螺栓穿透岩石几层。数层岩体联合组成梁的结构形式，从而可以有效地防止或者阻止拱部发生整体或者大面积平板的坠落了，为了尽量使锚杆方向与岩面保持垂直，纵横间距一般控制在0.7~0.8m。由于单根锚杆抗拔力一般不得小于5~6t，所以按照标准严格检测锚杆抗拔力，从而可以有效的保证锚杆的抗拔力。
拱部加长锚杆φ22
L=3.5～4.0 m
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图1 拱部加长锚杆布置
图1 拱部加长锚杆布置的情况
本段内所见长石砂岩、薄层页岩、泥岩等细层交错地层之中，薄层砂岩含量大部分是Ⅳ级部分，Ⅲ级并不多。
这种地层的交互形态很清楚，只有少量的地下水，因此微节理有发育，而贯通构造节理没有发育。在微型接合部更密集的通道范围，实际没有连接，很容易之间存在的表面边界层的连接的形状，以形成地层挖掘泥土的砾石或碎石形式。又由于爆破后成大量的破碎状态，这些碎石很容易对拱腰及塌顶，成门框形式的造成冲击破坏，从而在这种情况下难以形成开挖轮廓。更重要的是围岩稳定性很差，且自稳时间短，开挖后支护稍有不及时就会酿成大塌方。为保证工程的安全性，应采用半断面、短台阶形式开挖及在初期支护内设钢格栅。施工措施主要强调下面3点：
(1) 做好光面爆破。必须严格控制炮眼的布置，并且严格控制装药量，在这些都在标准控制之下，然后按照短进尺掘进，为了充分保证安全，开挖进尺每次不得超过1.2m，对爆破塌方能够进行有效地控制，从而形成平顺的开挖轮廓。
（2）跟紧初期支护。爆破之后必须在一小时内完成通风排险，并及时用喷砼封闭已开挖周边及其周围的掌子面，从而避免。挂网、锚杆、格栅的架立与喷砼必须同步进行作业，从而有效缩短初期支护施作的时间，才能够在最短的时间内稳定围岩，以保证安全。
（3）为了可以尽早施设边墙格，使拱墙初期支护能够在最短的时间，以最快的速度使其成整体受力，并且有效地控制拱、墙变形的增长速度，一般是采用短循环、短台阶的工作。
在实际施工过程中，严格按照上述做法得到了意想不到的效果，在整个施工过程中，仅有少量局部的塌落，并没有发生过大面积的或者整体的坍塌事故。
因为围岩短时间的稳定性，整体的贫穷国家的岩石，监视和测量，以实现地面测量，数据准确，只监视围岩支护结构位移和应力突变发生。通过现场监测获得支护状态和围岩力学相关数据，然后用专门的工具对数据进行一些处理以及相关的力学分析，然后根据情况修改参数并重新施工。根据传回来的数据利用相关的工具绘制时间位移的曲线1-3。位移曲线时间的变化，从图可看出，围岩很快，随着时间的推移，逐渐减慢的曲线的斜率，这意味着安全围岩变形在一个相对稳定的状态。
参考文献
[1] 刘生，隧道设计与施工百问【M】.北京：人民交通出版社出版社2004.
[2] 殷立军，水平层状软弱围岩隧道支护方案设计及超前预注浆技术研究.天津大学,2004.
[3] 薛继连，长梁山隧道软弱围岩施工方法.岩石力学与工程学报，2000.
